Радиационные эффекты в квантовой электродинамике с нарушенной лоренц-инвариантностью

После открытия в 2012 г. хиггсовского бозона Стандартная модель (СМ) фундаментальных взаимодействий элементарных частиц получила окончательное экспериментальное подтверждение. СМ, однако, оставляет нерешенными фундаментальные проблемы: иерархия масс частиц и энергетических масштабов сильного, электрослабого и гравитационного (не описываемого СМ) взаимодействий, существование во Вселенной темной материи и темной энергии и ряд других.

Это стимулирует развитие теорий, обобщающих СМ. Некоторые из них включают нарушение лоренц-инвариантности (НЛИ), которое, по-видимому, может генерироваться эффектами квантовой гравитации, особенно существенными лишь при сверхвысоких энергиях порядка планковской энергии (~ 1019 ГэВ). Для описания же НЛИ в области сравнительно низких энергий в настоящее время активно разрабатывается вариант эффективной теории поля, носящий название Расширение Стандартной модели — РСМ (Standard Model Extension — SME).

Лагранжиан РСМ представляет собой сумму лагранжиана СМ и дополнительных слагаемых — различных комбинаций полей СМ со свободными тензорными индексами (что нарушает лоренц-инвариантность), свернутыми с постоянными коэффициентами соответствующей тензорной размерности. Эти коэффициенты, рассматриваемые как постоянные фоновые поля, моделируют сложную структуру вакуума, обусловленную новой физикой (не описываемой СМ).

В настоящее время исследуются различные радиационные процессы в рамках квантовой электродинамики с нарушением лоренц-инвариантности (как части РСМ), которое моделируется постоянными фоновыми полями различных конфигураций, с которыми взаимодействует электрон: электромагнитное излучение электрона, рождение электрон-позитронной пары фотоном и др.; анализируются возможные астрофизические эффекты с учетом современных ограничений на напряженности фоновых полей.